本技术涉及一种新型应用,即利用保藏编号CCTCC NO:C2024242的肾形虫NJAU-Z2促进香蕉生长并防控枯萎病。该原生动物的应用能够显著提高土壤质量,增强香蕉植株的抗病能力,为香蕉种植业带来革命性的改进。
背景技术
香蕉(Musa nana Lour.)是仅次于柑橘的第二大水果,占据了世界水果总产量的16%。近年来,除了受生长气候、市场调节和自然灾害的影响,香蕉枯萎病(Fusarium WiltDisease of Banana)是限制香蕉总产量进一步增长的主要因素。
香蕉枯萎病是一种由真菌引起的维管束枯萎病。该病害由真菌尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f. sp. cubense , Foc)引起,病原真菌通常通过根部侵入植物,在植物根部和维管组织中生长,阻塞水分和养分供应,进而释放酶和植物毒素。镰刀菌酸(Fusaric acid , FA)是一种由尖孢镰刀菌产生的植物毒素,能够造成植物叶绿体损伤、降低光系统Ⅱ的光化学效率,并导致光合作用减少。植物受到尖孢镰刀菌侵袭后,最明显的外部症状是老叶率先变黄、枯萎、死亡并逐渐分隔裂开,这些叶子在假茎上弯曲并使植物塌陷;由于植物内部维管系统受到阻塞,根茎木质部由棕色逐渐转变为红棕色并最终变成黑色,根系受到严重影响,最终导致根部腐烂和植株死亡。尖孢镰刀菌主要通过土壤传播,病原真菌在土壤中以休眠孢子的形式长期存活,在适宜条件下通过根部入侵植物;而地表水传播是香蕉枯萎病局域性大规模爆发的原因,灌溉使病原体沿河流流域快速传播,加速病害的扩散。
迄今为止,针对香蕉枯萎病的防治方法有很多,但卓有成效的措施却很少。目前主流的防治措施是抗病品种的选育,但抗病品种的培育周期长,且尖孢镰刀菌变异性强,变异株使植株抗病性失效。而化学消毒和无土栽培成本维护过高,经济负担大,特别是化学消毒对环境和人体健康有潜在风险。轮作能够在一定程度上减少土壤中的病原菌密度,但是长久的存活能力使尖孢镰刀菌在轮作后重新感染香蕉植株的机会大大增加。尖孢镰刀菌的顽强生存能力、变异性和多样的传播能力增加了针对香蕉枯萎病防治工作的挑战。
原生动物(Protist)是一类重要的单细胞真核微生物,广泛存在于土壤、水体和其他环境中,在生态系统中捕食细菌、真菌和其他微生物,促进了养分循环并发挥调控微生物群落的功能,从而更好维护土壤健康,促进植株生长。对防控香蕉枯萎病而言,原生动物能够捕食土壤中的真菌孢子,例如尖孢镰刀菌的孢子,从而降低病原菌的数量;与此同时,原生动物的捕食活动有助于有益菌释放代谢产物抑制尖孢镰刀菌的繁殖以竞争生存空间。原生动物防治作为生物防治的一种,对环境友好且不会造成污染,能够在土壤中建立长期稳定的生态群落,调节土壤微生物的平衡,降低病原菌抗药性风险,减少了长期枯萎病防治的成本。
申请人前期在筛选到一株能够防控草莓枯萎病的原生动物肾形虫NJAU-Z2(202411328795 .9),但是造成香蕉枯萎病的尖孢镰刀菌生理小种为Fusarium oxysporumf. sp. cubense,而造成草莓枯萎病的尖孢镰刀菌生理小种为Fusarium oxysporum f.sp. fragariae,不同对生理小种具有不同的抗药性,因此,不经过研究无法预料原生动物肾形虫NJAU-Z2是否也能用于防控香蕉枯萎病,更加无法预料其对香蕉是否具备促生作用。
实现思路